2018年高考生物复习专题4遗传变异和进化第3讲变异育种和进化.pptx

专题4遗传、变异和进化,2018年高考二轮复习,第3讲变异、育种和进化,考点透视,考点1生物的变异,1理清变异的种类(1)关于“互换”问题同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换：属于基因重组。非同源染色体之间的互换：属于染色体结构变异中的易位。(2)关于“缺失”问题DNA分子上若干“基因”的缺失：属于染色体结构变异。基因内部若干“碱基对”的缺失：属于基因突变。(3)关于变异的水平问题分子水平：基因突变、基因重组属于分子水平的变异，在光学显微镜下观察不到。细胞水平：染色体变异是细胞水平的变异，在光学显微镜下可以观察到。,2“两看”法界定二倍体、多倍体、单倍体,一看起点,起点为配子,起点为受精卵,发育成的个体，无论有几个染色体组都称为单倍体。,再看染色体组数,2个染色体组,二倍体,3个或以上染色体组,多倍体,典例解析,例1.,下列有关基因型、性状和环境的叙述，错误的是()A两个个体的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同B某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这种变化是由环境造成的CO型血夫妇的子代都是O型血，说明该性状是由遗传因素决定的D高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，说明该相对性状是由环境决定的,答案D解析表现型是具有特定基因型的个体所表现出的性状，是由基因型和环境共同决定的，所以两个个体的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同，A正确；叶绿素的合成需要光照，某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，说明这种变化是由环境造成的，B正确；O型血夫妇的基因型为ii，其子代都是O型血(ii)，说明该性状是由遗传因素决定的，C正确；高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，说明该高茎豌豆是杂合子，自交后代出现性状分离，不能说明该相对性状是由环境决定的，D错误。,例2.,图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正确的是()A个体甲的变异对表型无影响B个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常C个体甲自交的后代，性状分离比为31D个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常,答案B解析个体甲的变异属于缺失基因“e”所在片段，影响表型，A错误；个体乙发生的变异是倒位，减数分裂形成的四分体异常，呈“十字型”，B正确；含缺失染色体的配子一般是败育的，故其后代一般不会发生性状分离，C错误；个体乙染色体没有基因缺失，但发生倒位，表型异常，D错误。,例3.,某婚龄女子表现型正常，但其一条5号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，如图甲所示。减数分裂时异常的染色体联会如图乙所示，三条染色体中，配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极。据图回答下列问题：(1)图甲所示的变异类型属于_。(2)图乙所示状态的细胞存在于该女子的_中，在该器官中存在着染色体组数目分别为_的细胞。(3)若不考虑其他染色体，理论上该女子产生的卵细胞类型有_种，该变异是否可以使用光学显微镜检出？_(填“是”或“否”)。,答案(1)染色体结构变异(2)卵巢1、2、4(3)6是解析(1)分析题干和题图甲可知，该变异染色体的位置发生变化，且有部分染色体片段丢失，属于染色体结构变异。(2)分析题图乙可知，该细胞中是三条染色体发生联会，存在于女子的卵巢中。在该器官中卵原细胞能发生有丝分裂，则染色体组数目有2和4，减数分裂形成卵细胞时，细胞中染色体组数目为1和2。(3)如不考虑其他染色体，理论上该女子产生的卵细胞类型有5号和21号、异常，5号和异常、21号，5号、异常和21号，共6种。该变异可以使用光学显微镜检出。,技巧归纳,(1)基因突变对性状的影响替换：除非终止密码提前出现，否则只改变1个氨基酸或不改变。增添：插入位置前不影响，影响插入后的序列，以3个或3的倍数个碱基为单位的增添影响较小。缺失：缺失位置前不影响，影响缺失后的序列，以3个或3的倍数个碱基为单位的缺失影响较小。(2)可遗传变异对基因种类和基因数量的影响基因突变改变基因的种类(基因结构改变，成为新基因)，不改变基因的数量。基因重组不改变基因的种类和数量，但改变基因间的组合方式，即改变基因型。染色体变异改变基因的数量或排列顺序。,考点透视,考点2变异原理在育种中的应用,1据图理清“5”种生物育种,(1)“亲本-新品种”为杂交育种。(2)“亲本-新品种”为单倍体育种。(3)“种子或幼苗-新品种”为诱变育种。(4)“种子或幼苗-新品种”为多倍体育种。(5)“植物细胞-新细胞-愈伤组织-胚状体-人工种子新品种”为基因工程育种。,A、D,B、C,E,F,G,H,H,J,2根据不同的需求选择育种的方法(1)若要培育隐性性状个体，则可用自交或杂交，只要出现该性状即可。(2)有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，则最简便的方法是自交。(3)若要快速获得纯种，则用单倍体育种方法。(4)若实验植物为营养繁殖类如马铃薯、甘薯等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。(5)若要培育原先没有的性状，则可用诱变育种。(6)若要定向改变生物的性状，可利用基因工程育种。,例1.,典例解析,一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa，其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。下列相关叙述正确的是()A上图表示的过程发生在减数第一次分裂后期B自交后代会出现染色体数目变异的个体C该玉米单穗上的籽粒基因型相同D该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子,答案B解析同源杂色体的联会发生在减数第一次分裂的前期，A错误；由于异常联会，形成染色体数目异常的配子，自交后代会出现染色体数目变异的个体，B正确；经过减数分裂可以形成多种不同类型的配子，该玉米单穗上的籽粒基因型可能不同，C错误；由于减数分裂可形成杂合的配子，则该植株花药培养加倍后的个体可为杂合子，D错误。,例2.研究人员发现甲、乙两种植物可进行种间杂交(不同种生物通过有性杂交产生子代)。两种植物均含14条染色体，但是两种植物间的染色体互不同源。两种植物的花色各由一对等位基因控制，基因型与表现型的关系如下图所示。研究人员进一步对得到的大量杂种植株X研究后发现，植株X能开花，且A1、A2控制红色素的效果相同，并具有累加效应。下列相关叙述中正确的是()A植株X有三种表现型，其中粉红色个体占1/2，植株Y产生配子过程可形成7个四分体B植株X不可育的原因是没有同源染色体，不能进行正常的减数分裂，不能形成正常的配子C图中处可采用的处理方法只有一种，即用秋水仙素处理植株X的幼苗，进而获得可育植株YD用处所用处理方式处理植株Z的幼苗，性成熟后自交，子代中只开白花的植株占1/6,答案B解析由题意和图示分析可知：A1a1可产生的配子及其比例为A1a111，A2a2可产生的配子及其比例为A2a211，二者的杂交后代植株X的基因型及其比例为A1A2A1a2A2a1a1a21111，由于A1、A2控制红色素合成的效果相同，并具有累加效应，所以植株X的表现型及比例为红色粉红色白色121，即植株X有三种表现型，其中粉红色个体占1/2，植株Y是植株X经过染色体加倍而产生的，体细胞中含有14对同源染色体，因此植株Y产生配子过程中可形成14个四分体，A项错误；由于甲、乙两种植株间的染色体互不同源，所以植株X的体细胞中没有同源染色体，不能进行正常的减数分裂，不能形成正常的配子，因而不可育，B项正确；图中处可采用低温或用秋水仙素处理植株X的幼苗的方法获得可育植株Y，C项错误；用处所用处理方式处理植株Z的幼苗可导致体细胞染色体加倍，其基因型为A1A1a1a1，性成熟后产生配子的基因型及其比例为A1A1A1a1a1a1141，自交子代中只开白花的植株占1/61/61/36，D项错误。,例3.研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株，决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。请回答下列问题：(1)要判断该变异株的育种价值，首先要确定它的_物质是否发生了变化。(2)在选择育种方法时，需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体，则可采用育种方法，使早熟基因逐渐_，培育成新品种1。为了加快这一进程，还可以采集变异株的_进行处理，获得高度纯合的后代，选育成新品种2，这种方法称为_育种。(3)如果该早熟植株属于染色体组变异株，可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式，由此造成不规则的_，产生染色体数目不等、生活力很低的_，因而得不到足量的种子。即使得到少量后代，早熟性状也很难稳定遗传。这种情况下，可考虑选择育种方法，其不足之处是需要不断制备_，成本较高。,(4)新品种1与新品种3均具有早熟性状，但其他性状有差异，这是因为新品种1选育过程中基因发生了多次_，产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。,答案(1)遗传(2)纯合花药单倍体(3)染色体分离配子组培苗(4)重组解析(1)只有遗传物质发生改变的“变异”方可遗传给后代，才具备育种价值。(2)新品种1由“自交”选育而成，自交可提高变异基因的纯度。为加速育种进程，可采集变异株的花药，通过“单倍体育种法”获得高度纯合的后代。(3)发生染色体组变异后，可致减数分裂时染色体联会紊乱，进而导致同源染色体分离不规则，并产生染色体数目不等、生活力低的配子，因而难以形成足量的受精卵；图示育种方法利用了植物组织培养技术，其最大优点是可保持遗传性状稳定性，但不足之处是需不断制备组培苗，育种成本相对较高。(4)与新品种3的育种方法相比，新品种1培育过程中可发生“基因重组”，从而产生了多种基因型，由此导致多种性状差异。,技巧归纳,(1)用秋水仙素处理细胞群体，分裂期细胞的比例会增加。(2)诱变育种能提高基因突变频率，但不能决定基因突变的方向。(3)单倍体育种包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理三个主要环节。(4)多倍体育种得到的整个植株，并不是所有细胞的染色体数目都加倍，细胞是否出现染色体数目加倍与处理方法有关。,考点3生物的进化,考点透视,1理清生物进化脉络,种群,基因库,基因库差别,基因频率改变,现代生物进化理论,进化单位,进化实质,自然选择,导致,地理隔离,突变和基因重组,导致,自然选择学说,生物多样性,基因、物种、生态系统多样性,2明确隔离、物种形成与进化的关系,（1）两种标志,生物进化的标志：种群基因频率的改变,物种形成的标志：生殖隔离的形成,（2）两种隔离,地理隔离：因地理屏障阻碍基因的交流,生殖隔离：两个物种之间不能进行基因交流,（3）物种形成的三个环节,突变和基因重组产生进化的原材料,自然选择决定生物进化的方向,例1.,典例解析,下列关于生物进化的叙述，错误的是()A某物种仅存一个种群，该种群中每个个体均含有这个物种的全部基因B虽然亚洲与澳洲之间存在地理隔离，但两洲人之间并没有生殖隔离C无论是自然选择还是人工选择作用，都能使种群基因频率发生定向改变D古老地层中都是简单生物的化石，而新近地层中含有复杂生物的化石,答案A解析种群中每个个体只含有这个物种的部分基因，不可能含有全部基因，A错误；亚洲与澳洲之间存在地理隔离，但两洲人之间仍可婚配产生可育后代，二者之间并没有生殖隔离，B正确；无论是自然选择还是人工选择作用，都会淘汰部分个体，从而使种群的基因频率发生定向改变，C正确；生物进化是从简单到复杂，因此越古老地层中生物越简单，越新近的地层中生物的结构越复杂，D正确。,例2.,下图是某昆虫基因pen突变产生抗药性示意图。下列相关叙述正确的是()A杀虫剂与靶位点结合形成抗药靶位点B基因pen的自然突变是定向的C基因pen的突变为昆虫进化提供了原材料D野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间存在生殖隔离,答案C解析某昆虫基因pen突变后形成了抗药靶位点，A项错误；基因突变具有不定向性，B项错误；基因突变为昆虫进化提供原材料，C项正确；野生型昆虫和pen基因突变型昆虫属于同一物种，二者不存在生殖隔离，D项错误。,例3.,如图A、B、C代表不同的种群，已知A和B原本属于同一物种，都以物种C作为食物来源，由于地理隔离，且经过若干年的进化，现在不太清楚A和B是否还属于同一物种，下列有关说法中正确的是()A若A和B在一起还能进行自由交配，则他们就一定不存在生殖隔离B若A和B的生存环境差别较大，则环境的选择作用将诱发其中个体产生不同的变异C若A和B仍然为同一物种，则它们具有共同的基因库DA和B种群基因频率的定向改变，导致了它们朝着一定方向进化,答案D解析生殖隔离包括不能自由交配、胚胎致死、产生后代不育等，能进行自由交配，不一定不存在生殖隔离，A错误；环境的选择作用并不诱发其中个体产生不同的变异，而是将有利变异选择出来，B错误；基因库是对种群而言的，A、B属于两个种群，因此不具有共同的基因库，C错误；自然选择使基因频率定向改变，从而决定生物进化的方向，D正确。,技巧归纳,(1)生物进化物种的形成生物进化的实质是种群基因频率的改变，物种形成的标志是生殖隔离的产生。生物发生进化，并不一定形成新物种，但是新物种的形成要经过生物进化，即生物进化是物种形成的基础。(2)物种形成与隔离的关系：物种的形成不一定要经过地理隔离，但必须要经过生殖隔离。(3)“新物种”必须具备两个条件与原物种间已形成生殖隔离(不能杂交或能杂交但后代不育)。物种必须是可育的。如三倍体无子西瓜、骡子均不可称为“物种”，因为它们均是“不育”的，而四倍体西瓜相对于二倍体西瓜则是“新物种”，因它与二倍体西瓜杂交产生的子代(三倍体西瓜)不育，意味着二者之间已产生生殖隔离，故已成为另类物种。,考点4基因频率的相关计算,考点透视,1通过基因型频率计算基因频率若已知AA、Aa、aa的基因型频率，求A(a)的基因频率，则：,A%AA%1/2Aa%；a%aa%1/2Aa%；,或A%(AA2+Aa1)/(所有个体2)100%；a%(aa2+Aa1)/(所有个体2)100%,2X染色体上显性基因频率的计算基因频率(雌性显性纯合子个体数2雄性显性个体数雌性杂合子个体数)/(雌性个体数2雄性个体数1),例1.,典例解析,假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等，且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。回答下列问题：(1)若不考虑基因突变和染色体变异，则该果蝇种群中A基因频率a基因频率为_。理论上，该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为_，A的基因频率为_。(2)若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型，且比例为21，则对该结果最合理的解释是_。根据这一解释，第一代再随机交配，第二代中Aa和aa基因型个体数量的比例应为_。,答案(1)1112150%(2)A基因纯合致死11解析(1)由题干可知种群中只有Aa一种基因型个体，因此种群中A与a的基因频率之比是11，产生的配子中A配子a配子11，配子随机结合，后代中基因型AA为1/21/21/4，基因型Aa为21/21/21/2，基因型aa为1/21/21/4。A的基因频率为AA基因型频率1/2Aa基因型频率1/41/21/21/2。(2)该种群随机交配后，由于后代只有Aa和aa两种基因型，说明AA基因型个体死亡。且Aa和aa两种基因型比例为21，这时种群中产生的配子比例为A为1/3、a为2/3，依据遗传平衡定律，求得后代AA为1/9、Aa为4/9、aa为4/9，其中AA个体死亡，Aa和aa的比例为11。,例2.,玉米的高秆(H)对矮秆(h)为显性。现有若干H基因频率不同的玉米群体，在群体足够大且没有其他因素干扰时，每个群体内随机交配一代后获得F1。各F1中基因型频率与H基因频率(p)的关系如图。